2022 Fiscal Year Annual Research Report
熱帯林生態系のリン制限仮説の再検証：新たなパラダイムの創出
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22H02390
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
今井 伸夫 東京農業大学, 地域環境科学部, 准教授 (00722638)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青柳 亮太 京都大学, 白眉センター, 特定助教 (20795132)
森 大喜 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (90749095)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 施肥実験 / 栄養塩利用効率 / 菌根菌 / 樹木サイズ / 炭素制限 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マレーシア・サバ州デラマコットの原生林と二次林において、0.12 haプロットがそれぞれ4処理（P施肥、N施肥、P・N施肥、無施肥）×3反復ずつ設置されている。各プロットにおいて、リタートラップ法による葉生産の測定を継続するとともに、毎木リセンサス調査を行い幹生産を算出した。樹木のP利用効率を明らかにするため、菌根菌共生率と根滲出物量、材と葉のP再吸収効率に関する野外調査・サンプリングを行った。4処理区で優占するEM, AM性樹種の両方を含む8種×3個体を対象とした。菌根菌共生率の測定のための細根サンプリング、ガラス・フィルター法による細根からの根滲出物のサンプリングを行った。また、材（成長錘）、生葉（高枝切とパチンコ）、落葉（リタートラップ）を採集した。現在、サンプルの化学分析を実施している。
なぜ樹木がリン欠乏において高い生産性が達成できているのか（＝低リン環境で強いリン制限を受けずに成長できるのか）について網羅的なレビューを行った。その結果を、樹木の適応の重要性について仮説を提唱する論文を出版した。
土壌微生物の栄養制限を酵素の比率から予測できるとする近年世界的に広がっている新理論（酵素ストイキオメトリー理論）に異を唱えて理論的な反証を行った。また、この理論的反証を基に、「酵素ストイキオメトリー理論が熱帯林の土壌微生物活性がリン制限を受けていることが証明された」とする主張に対する反論を展開した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
サバ州の施肥実験区における生物サンプル（細根、滲出物、材、生葉、落葉）のサンプリングが、予定どおりすべて終了した。また、コロナによって中断していたリター回収や毎木リセンサスも、再開することができた。
フタバガキ科樹木のデータを用いてリン利用効率と関わる形質と樹木個体のリン収支をモデル化し、理論的に低リン環境への適応と成長速度との関係を調べた。これにより小さいサイズの個体は、形質の変化によりリン利用高膣を高めることができず、リン制限が起こりやすいことを示した。
「熱帯林の土壌微生物活性がリン制限を受けている」というパラダイムを支持する新たな根拠である酵素ストイキオメトリー理論に関する理論的検証を一通り完了し、本理論の誤りを明示することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、サンプリングしてきた生物サンプルの化学分析を実施する。リン欠乏適応については、複数の種を対象に調査を進める。また、微生物はリンではなく炭素によって制限されていることを明らかにするためのリン添加実験を行う。
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